一种隐伏岩溶处治方法与流程

本发明涉及隧道工程领域，具体而言，涉及一种隐伏岩溶处治方法。

背景技术：

隐伏岩溶这一不良地质现象广泛地分布于我国广西、云南以及贵州等地，其作为喀斯特地貌的其中一种表现形式而存在。在岩溶发育的地区，往往伴随着地下暗河、溶洞、富含水的破碎岩层等对于公路隧道的施工以及运营造成威胁的不良地质现象，此外考虑到雨季的强降雨情况，上述不良地质现象会对隧道结构造成更大的威胁。

目前，隧道施工大多是采用“以堵为主”的防排水设计原则，其对水压力荷载相关问题考虑较少，但会对衬砌结构造成很大的压力，因此需要增大衬砌结构的强度，导致隧道建设成本增加，经济效益低，同时在隧道运营期间容易出现衬砌致裂、渗漏水等病害。

有鉴于此，设计制造出一种经济效益高的隐伏岩溶处治方法特别是在隧道施工中显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隐伏岩溶处治方法，能够利用电缆沟进行排水作业，降低对衬砌结构的压力，从而减少建设成本，提高经济效益，并且能够有效防止各种病害。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种隐伏岩溶处治方法，包括：开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深；将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟。

进一步地，开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深的步骤包括：开挖深度为x的沉砂沟，并将电缆沟的深度加深至y；其中，x/2<y<x。

进一步地，开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深的步骤中，电缆沟与沉砂沟平行间隔设置，且均垂直于透水管。

进一步地，开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深的步骤中，沉砂沟的底壁倾斜设置，沉砂沟的底壁与水平面之间呈第一预设夹角设置，第一预设夹角的范围为5度至10度。

进一步地，开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深的步骤之前，隐伏岩溶处治方法还包括：在隧道内利用地质雷达探测溶腔所在的位置；拆除隧道内靠近溶腔的边墙上的钢架；在边墙上扩挖溶洞，以使溶洞与溶腔连通。

进一步地，将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟的步骤中，透水管与水平面之间呈第二预设夹角设置，第二预设夹角的范围为5.7度至10度。

进一步地，在将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟的步骤之后，隐伏岩溶处治方法还包括：清理溶洞内的填充物，并且向溶洞内回填混凝土；对溶洞外进行抗水压衬砌处理。

进一步地，对溶洞外进行抗水压衬砌处理的步骤包括：在初期支护的一般段以及端头段上打设注浆导管进行洞内加固；在初期支护的内侧施作二次衬砌。

进一步地，在将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟的步骤之后，隐伏岩溶处治方法还包括：利用监控设备对沉砂沟内的淤堵情况进行实时监测；当沉砂沟内的淤堵情况达到预设程度时，利用抽砂泵将沉砂沟内的泥砂抽出。

进一步地，利用监控设备对沉砂沟内的淤堵情况进行监测的步骤包括：利用渗压计、钢筋计、应变计和土压力盒检测涌水段的水压参数以及衬砌的内力参数；根据水压参数和内力参数计算得出监测数据；根据监测数据判断沉砂沟内的淤堵情况。

本发明提供的隐伏岩溶处治方法具有以下有益效果：

本发明提供的隐伏岩溶处治方法，首先开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深；然后将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟。与现有技术相比，本发明提供的隐伏岩溶处治方法由于采用了将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟的步骤，所以能够利用电缆沟进行排水作业，降低对衬砌结构的压力，从而减少建设成本，提高经济效益，并且能够有效防止各种病害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的隐伏岩溶处治方法的步骤框图；

图2为本发明实施例提供的隐伏岩溶处治方法的施工工程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请结合参照图1和图2，本发明实施例提供了一种隐伏岩溶处治方法，用于对隧道的隐伏岩溶进行处治。其能够利用电缆沟进行排水作业，降低对衬砌结构的压力，从而减少建设成本，提高经济效益，并且能够有效防止各种病害。

隐伏岩溶处治方法包括以下步骤：

步骤s101：在隧道内利用地质雷达探测溶腔所在的位置。

需要说明的是，在步骤s101中，在隧道现场利用地质雷达对地质进行勘探，与此同时，辅以钻探的手段对某些难以判定的待测断面进行探测，以查明岩溶、空腔等不良地质现象，从而确定隐伏岩溶的溶腔所在位置。

本实施例中，采用探地雷达系统(sir-4000型及其其他相关型号)为主、钻探为辅的手段来进行隐伏岩溶隧道的探查。其中，探地雷达系统包括仪器主机和100mhz天线两部分，可根据现场实际情况与可操作性确定环向测线数以及隧道某些部位加密布测数，例如对厅堂式溶洞、落水洞和发育规模大于50立方米的大型溶洞等地质状况复杂的溶洞需加密布测。

步骤s102：拆除隧道内靠近溶腔的边墙上的钢架。

值得注意的是，在步骤s102中，将隧道边墙上搭建的钢架拆除，以露出隧道的边墙，从而便于在边墙上挖孔，以使溶腔连通至隧道内部，从而便于将溶腔内的水和泥砂排出。

步骤s103：在边墙上扩挖溶洞，以使溶洞与溶腔连通。

需要说明的是，在步骤s103中，开挖溶洞并对其进行适当尺寸的扩孔，以便于埋设透水管。本实施例中，扩挖的洞室长2.25米，高0.65米，深3米，以便于工作人员进行施工。但并不仅限于此，在其它实施例中，扩挖的洞室长2米，高0.5米，深2.6米，对扩挖洞室的尺寸不作具体限定，需要根据现场实际情况进行确定。

步骤s104：开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深。

具体地，在步骤s104中，开挖深度为x的沉砂沟，并将电缆沟的深度加深至y；其中，x/2<y<x。换而言之，电缆沟加深后，其底端超过沉砂沟深度的1/2，且距离仰拱保持一段安全距离，以保证仰拱不受到影响，同时，也可以认为加深后的电缆沟的底端位于沉砂沟在其深度方向上的中线与沉砂沟的底端之间。相较于现有技术中电缆沟较浅，且只用于容置电缆而言，本申请中加深后的电缆沟适用于进行排水作业，能够将溶腔内的水排出，以降低对衬砌结构的压力，从而减少建设成本，提高经济效益，并且能够有效防止各种病害，这样一来，能够更好地利用现场条件来进行排水及沉砂作业，间接为工程项目带来了更大的社会效益。

本实施例中，电缆沟与沉砂沟平行间隔设置，且均垂直于透水管，以便于透水管的安装和固定。具体地，电缆沟设置于沉砂沟靠近隧道边墙的一侧，以便于透水管先穿过电缆沟，再进入沉砂沟，从而便于进行排水及沉砂作业。

需要说明的是，沉砂沟的底壁倾斜设置，沉砂沟的底壁与水平面之间呈第一预设夹角设置，第一预设夹角的范围为5度至10度，泥砂能够沿沉砂沟的底壁进行沉积流动，以便于进行沉砂作业，提高泥砂的沉积效率。本实施例中，第一预设夹角的度数为7度，合理的第一预设夹角的度数能够进一步地提高沉砂效率，增强沉砂效果。但并不仅限于此，在其它实施例中，第一预设夹角的度数可以为5度，也可以为10度，对第一预设夹角的度数不作具体限定。

步骤s105：在透水管外包裹土工布。

具体地，在步骤s106中，透水管的端部和管身都需要进行土工布的包裹作业，土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，其透水性好、耐腐蚀、材质轻且柔、施工方便，能够对透水管进行保护，延长透水管的使用寿命。

步骤s106：将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟。

值得注意的是，在步骤s105中，透水管埋设于溶洞内，且将溶腔分别与电缆沟和沉砂沟连通，透水管依次穿过电缆沟和沉砂沟，溶腔内水和泥砂的混合物在透水管内流动。当该混合物流过电缆沟时，由于透水管的透水功能，使得混合物内大部分的水渗出透水管，且流至电缆沟内，电缆沟能够将该部分水排出，起到排水作用，与此同时，混合物内小部分水以及泥砂继续在透水管内流动，直至流入沉砂沟，沉砂沟能够对泥砂进行沉积，起到沉砂作用。具体地，泥砂大部分为粉细砂颗粒，其粒径大小为0.075mm，主要成分是碳酸岩，粉细砂颗粒的质量占泥砂总质量的50％～85％。

需要说明的是，透水管与水平面之间呈第二预设夹角设置，第二预设夹角的范围为5.7度至10度，水和泥砂的混合物能够在透水管内向下流动，以保证水和泥砂能够在重力作用下顺利排入电缆沟和沉砂沟中。本实施例中，第二预设夹角的度数为8度，合理的第二预设夹角的度数能够在保证流动效果的前提下缩短透水管的长度，以节约施工成本。但并不仅限于此，在其它实施例中，第二预设夹角的度数可以为5.7度，也可以为10度，对第二预设夹角的度数不作具体限定。

本实施例中，透水管为可抽芯式透水管，其内设置的芯管能够进行更换，以延长透水管的使用寿命，节约施工成本。具体地，当溶腔的排水系统出现堵塞时，工作人员能够通过加深的电缆沟进行芯管替换的工作，方便快捷。

值得注意的是，在水和泥砂的混合物顺着透水管向外排出的过程中，随着时间的推移，很可能会发生混合物中的细砂或者杂质堵塞透水管的情况。本实施例中，在透水管的周围设置有高压水枪，高压水枪用于向透水管冲水，以将堵塞于透水管管壁的细砂或者杂质冲入透水管内，并且带动该细砂或者杂质沿着透水管流动，以防止细砂或者杂质堵塞透水管。

步骤s107：清理溶洞内的填充物，并且向溶洞内回填混凝土。

需要说明的是，在步骤s107中，当透水管埋设完成后，首先对溶洞内的填充物进行清理，然后向溶洞内注入混凝土，混凝土凝固后将溶腔和隧道内的空间隔绝开，并且提高隧道边墙的强度，以保证溶腔内的水和泥砂只能够通过透水管流出至隧道内的电缆沟和沉砂沟。

步骤s108：对溶洞外进行抗水压衬砌处理。

具体地，步骤s108包括以下两个步骤，分别为：

步骤s1081：在初期支护的一般段以及端头段上打设注浆导管进行洞内加固。

步骤s1082：在初期支护的内侧施作二次衬砌。

需要说明的是，在步骤s108中，首先向初期支护内注浆，以提高初期支护的强度以及抗水压能力，再在初期支护的内侧施作二次衬砌，以进一步地提高整个衬砌结构的强度以及抗水压能力，防止在隧道运营期间出现衬砌致裂、渗漏水等情况，提高隧道的安全性。

步骤s109：利用监控设备对沉砂沟内的淤堵情况进行实时监测；当沉砂沟内的淤堵情况达到预设程度时，利用抽砂泵将沉砂沟内的泥砂抽出。

具体地，步骤s109包括以下三个步骤，分别为：

步骤s1091：利用渗压计、钢筋计、应变计和土压力盒检测涌水段的水压参数以及衬砌的内力参数。

步骤s1092：根据水压参数和内力参数计算得出监测数据。

步骤s1093：根据监测数据判断沉砂沟内的淤堵情况。

需要说明的是，在步骤s109中，监控设备采用渗压计(wy-f020b型以及其他相关型号)、钢筋计(wy-c25b型以及其他相关型号)、应变计(wy-a150b型以及其他相关型号)、位移计(wy-q200b型以及其他相关型号)、土压力盒(wy-ea020b型以及其他相关型号)、gprs模块、16通道数据采集箱、40通道数据采集箱以及若干导线组合、调试而成。

具体地，首先利用上述监控设备对涌水段的水压参数以及衬砌的内力参数进行实时测量，随后根据涌水段的水压参数以及衬砌的内力参数计算得出监测数据，最后根据监测数据判断沉砂沟内的淤堵情况，若判断为淤堵，则监控设备发出警报提醒工作人员，工作人员利用抽砂泵将沉砂沟内的泥砂抽出，并且同时可配合人工清淤一同操作，以提高清淤效率，防止沉砂沟堵塞。

本发明实施例提供的隐伏岩溶处治方法，首先开挖电缆沟和沉砂沟，并对电缆沟进行加深；然后将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟，以使溶腔内的水通过透水管渗出至电缆沟，并且使得溶腔内的泥砂通过透水管流入沉砂沟。与现有技术相比，本发明提供的隐伏岩溶处治方法由于采用了将透水管的一端穿过溶洞且伸入溶腔内，另一端穿过电缆沟，且伸入沉砂沟的步骤，所以能够利用电缆沟进行排水作业，降低对衬砌结构的压力，从而减少建设成本，提高经济效益，并且能够有效防止各种病害。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。